Каков КПД двигателя, если автомобиль может разгоняться до скорости 108 км/ч за 10 секунд, и его масса составляет 1000

Содержание: Расчет КПД двигателя

Разъяснение: КПД (коэффициент полезного действия) двигателя - это показатель эффективности работы двигателя, то есть сколько процентов энергии, потраченной на работу двигателя, превращается в полезную механическую работу. Для расчета КПД необходимо знать мощность выводимую на валу двигателя и энергию, затраченную на его работу.

КПД (в процентах) = (мощность выводимая на валу / энергия затраченная на работу) * 100

Дано, что автомобиль может разгоняться до скорости 108 км/ч за 10 секунд, масса автомобиля составляет 1000 кг, а мощность двигателя равна 135 л.с.

1. Сначала необходимо перевести мощность двигателя из лошадиных сил в киловатты, так как энергия обычно измеряется в джоулях, что является единицей СИ. Для этого воспользуемся формулой:
Мощность (кВт) = Мощность (л.с.) * 0.7355

135 л.с. * 0.7355 = 99.2425 кВт (округляем до двух десятичных знаков)

2. Найдем работу, затраченную на разгон автомобиля с массой 1000 кг до скорости 108 км/ч за 10 секунд. Для этого воспользуемся следующей формулой:
Работа (Дж) = 0.5 * масса автомобиля * (конечная скорость^2 - начальная скорость^2)

Начальная скорость = 0 (автомобиль стоит на месте)
Конечная скорость = 108 км/ч = 30 м/с (переводим из километров в метры)

Работа = 0.5 * 1000 кг * (30^2 - 0^2) = 0.5 * 1000 кг * 900 м^2/с^2 = 450000 Дж

3. Теперь можем рассчитать КПД двигателя по формуле:
КПД (в процентах) = (мощность выводимая на валу / энергия затраченная на работу) * 100

КПД = (99.2425 кВт / 450000 Дж) * 100 = 0.0220 * 100 = 2.20%

Совет: Для лучшего понимания расчета КПД двигателя важно знать основные формулы и единицы измерения. Также обратите внимание, что КПД двигателя всегда является значениями меньше 100%, так как всегда есть некоторые потери энергии в виде трения и других неидеальных процессов.

Закрепляющее упражнение: Рассчитайте КПД двигателя, если мощность выводимая на валу равна 80 л.с., а энергия затраченная на работу составляет 250000 Дж.